Типовые конструкции САУ ЛА и технология их изготовления

· Печатные платы

o Основные операции технологического процесса

§ Прессование

§ Контроль и испытания

§ Ремонт

§ Прессование (Лекция 10(11))

Прессованием в производстве МПП обычно называют осуществляемый при повышенных температуре и давлении процесс соединения отдельных заготовок слоев в монолитную конструкцию с помощью склеивающих прокладок. Заготовки слоев МПП представляют собой одно- или двусторонние ПП, содержащие вокруг рисунка технологическое поле, на котором выполнены фиксирующие и технологические отверстия. Прессование является наиболее ответственным этапом процесса изготовления МПП. Качество выполнения этого этапа в значительной степени определяет как электрические и механические характеристики МПП, так и ее функциональную надежность при последующей эксплуатации. В качестве склеивающих прокладок применяют листы прокладочной стеклоткани, которая обеспечивает прочное сцепление слоев между собой; заполнение вытравленных участков медной фольги; необходимые зазоры между слоями; электрические параметры (сопротивление, прочность) между слоями; заданную толщину МПП. Процесс прессования включает в себя следующие основные операции: подготовку заготовок слоев, формирование пакета, прессование (склеивание). Заготовки слоев МШ очищают от загрязнений механическим способом или в установках для химической подготовки внутренних слоев, содержащих модули обезжиривания, промывки в проточной и дистиллированной воде, декапирования и сушки. Тщательность выполнения очистки определяет электроизоляционные параметры МПП, так как оставшиеся не удаленными ионные примеси загрязнений при повышенной влажности могут вызвать изменение сопротивления изоляции между проводниками, утечку тока, миграцию ионов металла и другие процессы. Прессование (склеивание) осуществляется в пресс-формах, состоящих из двух стальных плит. В нижней плите закреплены фиксирующие штыри в координатах, соответствующих расположению ФО и ТО в заготовках слоев и прокладочной стеклоткани. Верхняя плита содержит отверстия, позволяющие надевать ее на фиксирующие штыри. Длина штырей должна превышать суммарную толщину размещаемого в пресс--форме пакета, но при этом штыри не должны выступать за поверхность верхней плиты. В одной пресс-форме устанавливают до трех пакетов заготовок МШ. В этом случае между пакетами необходимо проложить лист из нержавеющей стали толщиной 1,0...1,5 мм. Собранные пресс-формы устанавливают (вручную или с помощью подъемного устройства) между плитами пресса (одна пресс-форма между одной парой плит). Для прессования МПП применяют специализированные многоярусные гидравлические прессы с полу- или полностью автоматической системой управления. Многоярусный принцип позволяет за один цикл одновременно прессовать МШ в нескольких пресс-формах. Плиты пресса оборудованы встроенными системами нагрева и охлаждения. Операцию прессования обычно выполняют следующим образом. Собранные пресс-формы помещают между плитами пресса, которые должны быть нагреты до температуры 175 ± 5°С. Далее плиты пресса приводят в соприкосновение с пресс-формой и предварительно сжимают их с удельным давлением около 100 кПа, что обеспечивает нагрев пакета с использованием его теплопроводности. По мере нагрева смола прокладочной стеклоткани расплавляется, смачивает слои, заполняет полости и вытесняет воздух из зазоров между слоями. Внешне это проявляется в виде пузырей на кромках пакета, где также выделяется смола. В этот момент температура смолы составляет около 120 °С. С ростом температуры и продолжительности воздействия начинается этап желатинизации смолы (переход в состояние геля). Смола перестает течь, пузыриться, вязкость ее нарастает. В этот момент плиты пресса необходимо сжать с удельным давлением 2...4 МПа (в зависимости от типа и состояния связующего) и выдерживать в течение 0,5...1 ч. Температура пакета быстро приблизится к температуре плит, ускоряя процесс необратимой полимеризации смолы и склеивания слоев. После окончания полимеризации плиты пресса охлаждают. Во избежание коробления плат охлаждение производится без снятия давления. Важным фактором процесса прессования является момент приложения второй ступени давления. Если она приложена до стадии желатинизации, то большое количество жидкой смолы выдавливается и в плате образуются обессмоленные участки. Если давление создают после стадии желатинизации, то смола, переходящая в твердое состояние, дробится, образуя пустоты, а между слоями ухудшается связь. Для повышения производительности и сокращения технологического цикла применяют раздельное прессование на линии состоящей из двух рядом расположенных прессов, плиты одного из которых должны быть постоянно нагреты до температуры прессования, а плиты другого - постоянно охлаждены. Во втором прессе производится только охлаждение плат под давлением.

§ Контроль и испытания (Лекция 10(11))

Технологические процессы изготовления ПП (и особенно МПП) относятся к категории сложных, многооперационных и многофакторных процессов. Действие большого количества неконтролируемых и неуправляемых факторов приводит к нестабильности свойств получаемой продукции, различного рода дефектам (дефект - каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям). Причинами дефектов ПП принято считать скрытые дефекты исходных материалов, нестабильность технологического процесса, субъективные ошибки рабочих. В производстве ПП дефекты могут возникать на самых различных этапах ТП. Поэтому, чтобы не допустить дефектные материалы и полуфабрикаты на последующие стадии обработки, в ТП вводятся операции технического контроля. Контролируемые характеристики могут быть качественными (например, наличие или отсутствие признаков) или количественными (измеряемыми признаками). В зависимости от этапа процесса производства контроль может быть входным, операционным и приемочным. Входному контролю могут подвергаться многие материалы, например, такие, как химикаты, фоторезисты, трафаретные краски, прокладочная стеклоткань, но наибольшее значение имеет входной контроль диэлектрика, особенно тонкого для МПП. Объем входного контроля фольгированного диэлектрика обычно оговаривается в ТУ на ПП и производится по методике, изложенной в ГОСТе (ТУ) на материал. Особое внимание обращается на проверку следующих параметров: прочность сцепления фольги с диэлектриком, сопротивление изоляции, стойкость к воздействию повышенной температуры, размерная стабильность тонких диэлектриков. Операционный контроль - контроль продукции или ТП во время выполнения или после завершения определенной операции. Операционный контроль позволяет выявить брак на ранних стадиях изготовления, выяснить и устранить его причины и тем самым повысить качество и надежность продукции ж вместе с тем снизить себестоимость изделий. Количество и объем контрольных операций, не регламентируемых ТУ и стандартами, устанавливается предприятием - изготовителем. Обычно чем сложнее конструкция ПИ и выше требования предъявляемые к ней, а также менее совершенен и стабилен технологический процесс, тем больше должно быть в нем предусмотрено контрольных операций. Чрезмерное увеличение количества и объема контрольных операций отрицательно сказывается на себестоимости изделия. Наиболее тщательно контролируют фотошаблоны, сетчатые трафареты, слои МПП, качество межслойных соединений. Правильно организованный и выполненный операционный контроль сводит к минимуму число дефектных изделий на выходном (приемочном) контроле. Приемочному контролю подвергаются готовые ПП. Обычно он включает в себя следующие проверки: контроль внешнего вида (производится визуально, в т.ч. с использованием оптических устройств, например, установок автоматического оптического контроля, в которых рисунок платы сравнивается с эталоном); контроль геометрических параметров (сюда входят измерения размеров печатных элементов, зазоров между ними, размеров и координат расположения печатных элементов, монтажных и крепежных отверстий, габаритных размеров и т.д.); контроль качества металлизации отверстий (оценивается толщина меди на стенках отверстий, а также их устойчивость к токовой перегрузке); контроль электрических параметров (проверяется целостность цепей, сопротивление цепей, сопротивление изоляции электрически разобщенных цепей). Для контроля электрических параметров сложных ПП (особенно МПП) применяются автоматические установки, оснащенные компьютером. В устройствах одного типа ПП при помощи контактного устройства (адаптера) соединяют на входе через коммутатор с блоком опроса, а на выходе - с измерительным устройством. Контактное устройство состоит из двух матриц, содержащих индивидуально подпружиненные контакты («ложе ножей»), расположение которых соответствует координатам контрольных точек на ПП. Для обнаружения коротких замыканий и обрывов используется низкое напряжение (10 В). Высоким напряжением (500 В) изоляция тестируется на утечку и пробой. Устройства другого типа (более подходящие для производств с большой номенклатурой) работают по методу «летающих пробников». Суть его в том, что тестеры имеют несколько головок с приводами по осям X, Y, Z, на каждой из которых установлен пробник. Головки поочередно контактируют с платой, при этом происходит подача и измерение сигнала. При таком тестировании не требуется дополнительных адаптеров. Для перехода от одной платы к другой достаточно изменить программу тестирования С целью проверки работоспособности ПП в условиях эксплуатации, а также выявления скрытых дефектов платы подвергают испытаниям климатическим, механическим, электрическим и др. Объем испытаний, методика их проведения и применяемое оборудование указываются в ТУ на ПП. Испытания подразделяют на приемосдаточные, периодические и типовые.

Приемосдаточные испытания включают в себя:

1) стопроцентный контроль соответствия общим требованиям ТУ и КД, внешнего вида проводящего рисунка и диэлектрического основания, величины изгиба и скручивания, правильности монтажных соединений и сопротивления изоляции (при автоматизированном контроле);

2) выборочный контроль толщины металлизации в отверстиях, паяемости контактных площадок и металлизированных отверстий, а также устойчивости их к перепайкам.

Периодические испытания проводятся с целью контроля стабильности качества продукции и возможности продолжения ее выпуска. Периодические испытания ПП проводятся не реже одного раза в шесть месяцев на 5...10 платах, отобранных случайным образом из числа прошедших приемосдаточные испытания (в дальнейшем эти платы не используются). Типовые испытания проводятся с целью оценки эффективности и целесообразности вносимых изменений в конструкцию или ТП. Программа испытаний ПП составляется предприятием - изготовителем и согласовывается с разработчиком.

§ Ремонт (Лекция 10(11))

Рост сложности конструкций ПП, сопровождающийся, как правило, увеличением числа дефектов, привел к необходимости разработки технологического процесса ремонта, включающего в себя следующие приемы и операции: удаление режущим инструментом дефектов проводящего рисунка (выступов, перемычек, отслоившихся контактных площадок и участков проводников), а также диэлектрического основания (инородных включений, расслоившихся участков и т.п.); восстановление поверхности основания (заполнение выемок, царапин, следов от режущего инструмента) эпоксидным компаундом (заподлицо); удаление металлизированных стенок отверстий путем высверливания сверлом большего диаметра; восстановление металлизации в отверстиях путем установки в них трубчатых переходов (пустотелых заклепок), которые затем развальцовывают и опаивают; устранение коротких замыканий на внутренних слоях МПП путем высверливания места дефекта с последующим заполнением отверстия эпоксидным компаундом; восстановление отсутствующих (или удаленных) фрагментов проводящего рисунка (контактной площадки, контактной площадки с отрезком проводника, участка печатного проводника длиной до 2 мм) осуществляется путем приклеивания на их место соответствующих фрагментов, изготовленных из фольги толщиной 35-50 мкм, имеющей покрытие ПОС 61, нанесенное горячим или гальваническим способом; соединение с действующим печатным проводником производят пайкой внахлестку на длине не менее 3- 5 мм с последующей затиркой места пайки эпоксидным компаундом; соединение при помощи перемычки из медной проволоки, имеющей покрытие ПОС61, нанесенное горячим или гальваническим способом; перемычкой могут быть соединены две контактные площадки, окружающие дефектное переходное металлизированное отверстие (с последующей двусторонней опайкой перемычки), или 15 разрывы печатных проводников от 2 до 20 мм; в последнем случае перемычка накладывается на печатный проводник внахлестку на длине не менее 3 мм и припаивается. соединения перемычками из монтажного провода применяются для ремонта печатных проводников при длине разрыва более 20 мм, а также для восстановления нарушенных (или отсутствующих) электрических связей в МПП